Вопросы и упражнения

9.1. Расскажите об использовании счетчиков в микропроцессорах.

9.2. Проведите классификацию счетчиков.

9.3. Какими параметрами характеризуется быстродейст­вие счетчиков?

9.4. Назовите отличия синх­ронных и асинхронных счетчиков.

9.5. Синтезируйте синхронный суммирующий счетчик с М_сч = 6, на синхронных T-триггерах.

9.6. Определите параметры быстродействия счетчика К555ИЕ10.

9.7. В чем отличие разрешающего времени счетчика от времени установления кода?

Лекция 10. Регистры

Классификация (параллельные, последовательные, комбинированные). Регистры памяти. Регистры сдвига.

10.1. Назначение и классификация регистров

Регистрами называются цифровые устройства, осуществляющие кратковременное хранение и преобразование многоразрядных двоичных чисел, т.е. они являются оперативными запоминающими устройствами (ОЗУ).

В качестве запоминающих элементов в регистрах используются триггеры. Число триггеров, предназначенных для хранения многоразрядного числа, равно количеству разрядов в этом числе. В регистрах используются в качестве вспомогательных элементов комбинационные схемы для осуществления: ввода и вывода из регистра хранимого числа; преобразование кода числа, хранящегося в регистре; сдвига числа в сторону старших или младших разрядов на определенное число разрядов; преобразования последовательного кода числа в параллельный и наоборот и др.

Регистры классифицируются по способу ввода информации в регистр и ее вывод (рис. 10.1).

Ввод и вывод информации (двоичных чисел) в параллельных регистрах (регистрах памяти) осуществляется одновременно во всех разрядах (в параллельном коде). При этом время ввода (вывода) информации равно времени ввода (вывода) одного разряда.

Рис. 10.1. Классификация регистров

Ввод и вывод информации в последовательных регистрах (регистрах сдвига) осуществляется последовательно разряд за разрядом (в последовательном коде). Время ввода (вывода) m-разрядного двоичного числа в регистрах сдвига равно тТ_СД, где Т_ся – период следования тактирующих сигналов, осуществляющих ввод (вывод) информации. В комбинированных регистрах ввод числа может осуществляться в параллельном коде, а вывод – в последовательном или наоборот.

Параллельные регистры. Параллельные регистры осуществляют не только хранение двоичных чисел, но и осуществляют преобразование поразрядно двоичные числа.

 Схему рассмотреть самостоятельно.

Примером параллельных регистров могут служить регистры памяти, например на D-триггерах.

Регистр памяти на d-триггерах

Схема регистра памяти на D-триггерах не имеет элементов ввода информации (вводимое число подается непосредственно на входы триггеров). Кроме этого, использование D-триггеров позволяет записывать число, представленное только в прямом коде, что упрощает сопряжение регистра с источником записываемой информации. Таким образом, использование D-триггеров для построения регистров памяти оказывается предпочтительным.

Рис 10.2. Регистр памяти на D-триггерах: а – схема; б – условное обозначение

Регистры сдвига

Регистры сдвига, в свою очередь, можно классифицировать. Регистры сдвига (последовательные регистры), помимо запоминания многоразрядных двоичных чисел, обеспечивают сдвиг хранимого числа на любое число разрядов.

Сдвиг кода числа осуществляется с помощью сдвигающих сигналов Т_сл, которые перемещают все разряды кода числа от младших разрядов к старшим (влево) или наоборот (вправо), последовательно переводя каждый триггер регистра в состояние, соответствующее разряду кода на входе данного триггера в момент поступления очередного сигнала Т_сл. Регистры сдвига могут быть классифицированы по критерию направления сдвига кодов многоразрядных чисел (рис.10.3). Регистры, сдвигающие информацию в сторону старших или младших разрядов, обеспечивают сдвиг только в одну сторону. Реверсивные регистры сдвига могут осуществлять сдвиг в любую сторону в зависимости от специального управляющего сигнала, задающего это направление.

Рис. 10.3. Классификация регистров сдвига

Пример регистра сдвига в сторону младших разрядов показан на рис. 10.4 с использованием D-триггеров. Разрешающим сигналом является положительный перепад напряжения на входе С.

Рис 10.4. Регистр сдвига в сторону младших разрядов: а – схема; б – условное обозначение